Tiede- ja teknologiavarajohtaja Pat Falcone, LLNL (oik.) ja VTT:n toimitusjohtaja Antti Vasara (vas.) allekirjoittavat yhteistyösopimuksen. Kuva: Blaise Douros/LLNL

VTT on päässyt mukaan Yhdysvaltain energiaministeriön rahoittaman ARPA-E:n (Advanced Research Projects Agency – Energy) ohjelmaan, jossa pyritään kiihdyttämään fuusioenergian saattamista kaupalliseen käyttöön. Yhteistyön tavoitteena on ratkaista erityisesti ääriolosuhteissa tarvittavien materiaalien ongelmat, jotka ovat pullonkaulana fuusioenergian kaupallistamisessa.

– Fuusioenergiaa on pidetty puhtaan energian "pyhänä graalin maljana", mutta ongelmat materiaalien kestävyydessä ovat hidastaneet läpimurtoa jo vuosikymmeniä, kertoo VTT:n tutkimusprofessori Anssi Laukkanen.

Erityisen poikkeukselliseksi yhteistyön tekee se, että Yhdysvaltain energiaministeriö rahoittaa suoraan suomalaisen tutkimuslaitoksen osallistumista ohjelmaan. ARPA-E tunnetaan huippututkimushankkeistaan, jotka keskittyvät energia-alan suurimpien haasteiden ratkaisemiseen. Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun Yhdysvaltain energiaministeriö ottaa mukaan ulkomaisen kumppanin.

VTT tuo hankkeeseen mukaan erityisosaamisensa laskennallisen materiaalitekniikan ja tekoälypohjaisten simulointimenetelmien saralla. Näillä menetelmillä voidaan testata materiaalien kestoa ääriolosuhteissa simuloiden jopa satoja miljoonia laskennallisia kokeita.

– Perinteinen uusien materiaalien kehitysprosessi voi viedä jopa vuosikymmeniä. VTT:n kehittämät simulaatio- ja tekoälyteknologiat lyhentävät kehityssyklit kuukausiksi ja pääsemme nopeasti optimoimaan ja luomaan tapauskohtaisesti tuotettuja ja tiettyyn tarpeeseen räätälöityjä aineistoja, Laukkanen kuvailee.

Hankkeessa keskitytään muun muassa fuusiovoimaloiden ensiseinämän materiaalien kehittämiseen, joiden tulee kestää äärimmäisiä lämpötiloja ja säteilyolosuhteita useiden vuosien ajan.

– Fuusioenergia on ollut pitkään visio, jonka on sanottu olevan aina 50 vuoden päässä. Nyt tutkimus etenee siihen pisteeseen, että ensimmäiset kaupalliset toimijat lupaavat sovelluksia, jotka voivat olla jo 5–10 vuoden päässä. Onnistuessaan fuusioenergia voi mullistaa energian tuotannon ja auttaa ratkaisemaan globaaleja ilmastohaasteita, Laukkanen kertoo.

Samassa yhteydessä VTT ja yksi Yhdysvaltain kansallisista tutkimuslaitoksista Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ovat solmineet laajan yhteistyösopimuksen. Tavoitteena on kehittää uusia ratkaisuja sekä energiamarkkinoille että kestävän kehityksen edistämiseen.

Yhteistyösopimus kattaa viisi keskeistä tutkimusaluetta: bioteknologia, kriittiset raaka-aineet ja vihreät teknologiat, kvanttitietojärjestelmät, energiamateriaalit sekä fuusioenergian rakenteelliset seokset ja materiaalit. 

– Uusi sopimus antaa meille mahdollisuuden syventää jo pitkään jatkunutta yhteistyötä ja viedä tutkimusta eteenpäin entistä systemaattisemmin. Yhteistyö LLNL:n kaltaisen huippututkimuslaitoksen kanssa tarjoaa ainutlaatuisen tilaisuuden ratkoa aikamme kriittisiä ongelmia, VTT:n toimitusjohtaja Antti Vasara toteaa.

– Kyse ei ole vain tutkimuksesta, vaan myös suomalaisten innovaatioiden viemisestä kansainvälisille markkinoille. Nyt Suomella on tilaisuus olla mukana kehittämässä valtavan markkinapotentiaalin uusia teknologioita. Yhdenkin osa-alueen onnistumisella voi olla merkittävät talouskasvua edistävät vaikutukset, VTT:n tulevaisuuden tuotteet ja materiaalit -liiketoiminta-alueen johtaja Tua Huomo lisää.